ANÁLISIS DE ACEITES

Análisis de Aceite para el nuevo milenio.

Hace algunos 2,500 años, una invención única vio la luz en la antigua Grecia. Este aparato hacía la

función de una bomba, elevando el agua de arroyos a los acueductos, que llevaban el agua de los

campos a las ciudades. Muy parecido a una rueda de agua, este artificio llamado la "Noria", es aún

utilizado en varias partes del mundo. Es fácil especular que quizás la Noria marcó el inicio de la era

moderna de la maquinaria en la que los lubricantes fueron aplicados por primera vez para controlar

la fricción y el desgaste.

Muchas cosas han cambiado desde los años de la Noria, pero la necesidad de controlar la fricción y

el desgaste aún permanecen fijos como un imperativo de la ingeniería. Los fluidos lubricantes aún

efectúan el pesado trabajo de separar las piezas, tal como lo hicieran en aquel entonces. Con la

llegada del nuevo milenio, y el avance de la ciencia de la lubricación y del análisis de aceite, ¿Qué

podemos visualizar en el futuro?. Con certeza, podemos anticipar cambios a una velocidad mayor.

La calidad y el desempeño de los lubricantes serán mejores, pero aún mayores serán los cambios en

las tecnologías y prácticas del análisis de aceites.

¿Serán estos cambios evolucionarios o revolucionarios? La historia nos lo dirá. Sin embargo, los

indicadores sugieren que podríamos estar en el momento del gran salto, mientras tanto, el análisis

de aceite se mueve a grandes pasos para alcanzar a sus hermanas mayores la medicina, comercio

electrónico y el campo de la computación. Actualmente estamos viendo sólo el inicio, incluyendo

varias aplicaciones que están dirigidas al mercado automotriz. El impulso y economía de este

sector, harán que los grandes presupuestos de inversión sean dirigidos a la investigación de nuevos

componentes electrónicos y sensores integrados a bajos costos. Por otra parte, recientes casos de

estudio nos cuentan de los ahorros impresionantes derivados del análisis de aceite, que han liberado

un gran interés en el sector industrial.

Antes que nada, el análisis de aceites tendrá un fuerte impulso en el campo del mantenimiento de la

industria en general. Todas estas expectativas conducen a muchas preguntas de quienes buscan las

oportunidades del futuro, tales como: ¿de qué manera se desplegará?, ¿quién será afectado?, ¿qué

tecnologías serán requeridas y cuáles servicios serán explotados?. A continuación presentamos

nuestra visión personal, de cómo cambiará el análisis de aceites usados en el campo y cuando se

espera que esos cambios tengan efecto.

El Rol del Laboratorio Comercial. Los laboratorios comerciales no seguirán el camino de los

dinosaurios como muchos han especulado. Sin embargo, debido al número creciente de compañías

en el mundo, grandes y pequeñas que promueven el análisis de aceite en sitio, el rol de los

laboratorios comerciales dará un giro. Primero, veremos un gran número de muestras para análisis

de rutina siendo enviadas a laboratorios externos mientras más usuarios se den cuenta de las

grandes oportunidades que esto representa. Posteriormente el volumen se reducirá, pero las

utilidades seguirán siendo altas dado que los laboratorios ofrecerán servicios especializados,

enfatizando instrumentación única, conocimiento y capacidades. Es probable que un mayor

porcentaje de las muestras actualmente analizadas por los laboratorios comerciales sean a futuro

procesadas por instrumentos portátiles en sitio. El rol del laboratorio comercial, es esos casos será

para efectuar pruebas por excepción en el proceso de investigación de alguna causa de falla, una vez

que el laboratorio en sitio ha encontrado un resultado anormal.

Los laboratorios especializados crecerán en número y en importancia. Ellos prosperarán, debido a la

variedad de industria y las aplicaciones industriales. Algunos laboratorios de prestigio, podrán

vencer el problema de la calidad y proporcionar resultados rápidos. Otros avanzarán en habilidades

de interpretación y en el conocimiento de la Tribología y el análisis de falla. Los laboratorios que

sirven a clientes cautivos y se mantienen al tanto de la tecnología, se mantendrán también en

mercados especializados, debido a la información propietaria que ellos poseen de las formulaciones

de lubricantes y metalurgia de la maquinaria.

Laboratorios en Sitio e Instrumentos Portátiles. Este segmento emergente del análisis de aceite

ha experimentado un impresionante crecimiento desde fines de los ochentas. Los instrumentos en

sitio y laboratorios pequeños proporcionan flexibilidad y conveniencia cuando se requiere de una

información inmediata. A diferencia de los laboratorios comerciales, el análisis de aceites en sitio

típicamente no puede efectuar todas las pruebas que algunas situaciones complejas requieren. Sin

embargo, los aparatos portátiles son tecnologías importantes que permiten ofrecer información

crítica a tiempo, como contaminación de fluidos y análisis de partículas de desgaste.

Debido a su facilidad de uso y los beneficios que proporcionan. Los contadores automáticos de

partículas han sido los instrumentos más glamorosos de los noventas. Su popularidad está destinada

a continuar con la misma intensidad en el nuevo milenio. También muy populares han sido los

viscosímetros en sitio, que ayudan a alertar a los usuarios de lubricantes degradados y

contaminados, así como la aplicación de aceites no adecuados. Una nueva categoría de instrumentos

está ganando importancia, conocida genéricamente como monitores de degradación. Estos

instrumentos usan la espectroscopía y la voltametría o espectroscopía infrarroja para detectar

cambios en el aceite base y la química de aditivos. Otras novedades anticipadas incluyen nuevos

sensores para monitoreo de humedad, analizadores de partículas de desgaste en línea y

espectrómetros compactos. Con todos estos nuevos juguetes, los técnicos en planta deberán mejorar

sus habilidades para poder aprovechar las grandes oportunidades que se les ofrecen.

Software y sistemas expertos. Difícilmente hay un área más aplicable a las computadoras que el

análisis de aceite. Los programas especializados de cómputo para el análisis de aceite han estado

disponibles por más de dos décadas. Mientras los usuarios incrementan la frecuencia del muestreo y

agregan pruebas más penetrantes y sofisticadas a los análisis, la necesidad de administrar, organizar,

descifrar, presentar y alertar automáticamente nunca ha sido mayor. Esta tarea ha ido creciendo en

los años recientes por la necesidad de incorporar otras tecnologías de mantenimiento basado en

condición. Por consiguiente, ahora vemos a los programadores de software alinearse a programas

con múltiples utilerías para análisis de aceite combinados con vibración. No se distingue el fin en el

horizonte. Las compañías de lubricantes, fabricantes de equipo, fabricantes de instrumentos y

laboratorios han comenzado a colaborar con los proveedores del software para el desarrollo de los

productos para formar la punta de lanza de la tecnología. Y, la diferencia entre el software de

administración de datos y sistemas expertos ha venido reduciéndose. Al tratar de anticipar lo que

está por venir, nos damos cuenta que los sistemas basados en reglas de inteligencia y los sistemas de

aprendizaje actuales se encuentran aún en un nivel infantil. El camino por venir puede ser largo y

tortuoso. Los autores del conocimiento tienen la enorme tarea de ensamblar años de experiencia y

auto-aprender conocimientos en complicados algoritmos y árboles de falla. Cuando los efectos de

la integración de la tecnología ej. Vibración, Termografía, etc., sean factorizados en las tareas, estos

programas tomarán proporciones masivas.

¿Faltará algo por hacer? Programas de evaluación y sistemas expertos se encuentran actualmente

disponibles en algunos programas de cómputo de prueba. Además, algunos laboratorios y grandes

usuarios tienen sistemas expertos para algunas aplicaciones y tipos de aceites. Aún no sabemos cuál

será el impacto de la Internet en el abasto, proveedores de servicios, administración de información

en línea y software basado en el conocimiento. Por lo tanto, para convertir esta visión en una

realidad, la industria deberá proporcionar la inversión necesaria para soportar el desarrollo de estos

ambiciosos programas.

Educación en Análisis de Aceite y Pruebas de competencia. Pasarán algunas décadas antes de

que las computadoras y el software inteligente reemplacen a los técnicos de análisis de aceite a

nivel de planta. No es poco razonable especular que las tecnologías basadas en computación nunca

tomarán este trabajo. La principal razón, es el entorno cambiante de las organizaciones industriales

y la creciente complejidad de la maquinaria. Los programas y sistemas expertos no puede esperarse

que sean tan adaptables y versátiles. Por lo tanto, se crea una demanda para el gurú del análisis de

aceite en sitio que conoce el equipo, el aceite, la aplicación, historia y ambiente de trabajo.

¿De dónde vendrán esos gurús y cuál será su descripción de puesto y habilidades claves? ¿Cómo se

prepararán los profesionales del análisis de aceite para las oportunidades que les esperan?

Actualmente no hay carreras escolares o escuelas vocacionales que ofrezcan la especialidad de

análisis de aceites. Esto puede cambiar. Hay muy pocas Universidades que ofrecen estudios de

Tribología y lubricación. Esto significa que una nueva categoría de proveedores de servicios de

educación emergerá ofreciendo una variedad de herramientas de aprendizaje y cursos en

mantenimiento y análisis de aceite. El entrenamiento en red y basado en computadoras es algo

inevitable y se convertirá en Universidades virtuales en una escala global mientras con el tiempo

avanzan en popularidad y uso general.

Actualmente las organizaciones de mantenimiento están asignando mayor tiempo al entrenamiento.

En efecto, muchas compañías líderes están requiriendo que hasta el 10% del tiempo de las horas

laborables sean destinadas a programas de entrenamiento. Se dice que el conocimiento se duplica

cada cuatro años, ¿Se incrementará éste en 15 – 20% en una década desde ahora?

El mensaje en la organizaci0ones de Clase Mundial es cada vez mas fuerte “No estés solamente

entrenado en Mantenimiento Preventivo, Entrénate en Mantenimiento Proactivo”. En efecto, la falta

de habilidades técnicas y conocimiento puede costarle a las compañías más utilidades que cualquier

otro factor. Los administradores han aprendido que la habilidad de identificar, detectar y corregir

los problemas a la “primera vez” es un valor importante competitivamente y un imperativo en el

mantenimiento. No es aceptable tener gente en la nómina que “no sabe qué está haciendo”.

Otros movimientos y tendencias. Mientras que la carrera de la computación avanza, también lo

hace la tecnología de detección de falla del análisis de aceite. Las computadoras irán acopladas a

sensores integrados en puntos estratégicos del equipo crítico y utilizarán inteligencia artificial en el

análisis de las enormes cantidades de información que se van generando. Los laboratorios de

análisis de aceite mejorarán significativamente la calidad de sus servicios así como su espectro de

pruebas. Licencias y cuerpos de acreditación servirán a la comunidad de laboratorios de aceite

usado en la misma manera que esos programas han sido estructurados en los campos de la medicina

y otros campos científicos. La mayoría de los laboratorios se integrarán a la certificación ISO 9002,

Guía 25 y pruebas agresivas SPC.

La imagen del análisis de aceites y Tribología se está dirigiendo a un paso de cambio también. Y

ocurre actualmente de muchas maneras. Por ejemplo, el pasado septiembre, Fortune Magazine

publicó un artículo de Tribología ofreciendo un amplio espacio a un campo en la ciencia que ha

sido largamente ignorado por los ejecutivos corporativos. El nuevo programa de certificación de la

STLE (Sociedad de Tribología e Ingenieros en Lubricación) para profesionales del análisis de

aceites OMA (Analista de Monitoreo de Aceites), establece las credenciales necesarias de

validación y reconocimiento a quienes trabajan en ese campo.

Se estima que más de 50 millones de muestras de aceite son analizadas cada año en los Estados

Unidos y que hay aproximadamente 220 laboratorios que ofrecen servicios de análisis comerciales.

Es difícil estimar el número de laboratorios pequeños internos, pero podrían estar por el orden de

500, ¡sólo en Estados Unidos!. El análisis de aceites y la Tribología tendrán muchos cambios por el

ajuste de los programas de mantenimiento en la industria en respuesta a la competencia extranjera y

presiones de los accionistas para mejorar las utilidades. El departamento de mantenimiento ha

demostrado que produce grandes utilidades si es administrado proactivamente. ¿Hacia dónde va o

qué tan lejos llegará? Es muy difícil de adivinar. Pero la necesidad de entregar eficientemente

confiabilidad de la maquinaria y la erradicación de las condiciones que llevan a la interrupción del

negocio es evidentemente muy real. Será un viaje fascinante mientras el mantenimiento se mueve

de las llaves de tuercas y expertos en reparar, hacia instrumentos y tecnologías relevantes, operados

por equipos de individuos que generan valor recolectando y respondiendo a la información.

Integrando el análisis de aceite con análisis de vibración

Por: Drew Troyer, Noria Corporation

Traducción: Gerardo Trujillo

En industrias como la generación de energía y petroquímica, el análisis de vibración ha sido

históricamente la técnica seleccionada para monitorear la condición de los grandes componentes

críticos de equipo rotatorio. Inversamente, las compañías de transporte han confiado en el análisis

de aceite para tomar efectivas decisiones de mantenimiento. Es común en industrias como las de

metales primarios, papeleras, etc., el uso de ambas técnicas. En general, el análisis de vibración y el

análisis de aceite son las técnicas más eficientes para monitorear la salud de la maquinaria. Las dos

técnicas son aliadas naturales debido a su naturaleza complementaria de sus respectivas fortalezas.

Desafortunadamente, las dos técnicas raramente son combinadas para formar una efectiva unión.  

La actividad típica del análisis de vibración es realizada por el grupo de monitoreo de condición o

en grupo de monitoreo de vibración, mientras que el análisis de aceite lo realiza el equipo de

lubricación. Para hacer las cosas peores, el programa de análisis de aceite normalmente consiste en

el envío ocasional de muestras al laboratorio por resultados que más parecen de química que de

monitoreo de condición. Y muy frecuentemente, el análisis de aceite es utilizado para programar los

cambios de aceite mientras que las recomendaciones acerca de las condiciones del equipo son

proporcionadas principalmente por el análisis de vibración.  

Esto está cambiando en muchas organizaciones. Por ejemplo, la Estación de Generación Nuclear de

palo Verde en Arizona ha logrado un dramático cambio en su programa de monitoreo de condición.

Ellos combinan el análisis de aceite con el análisis de vibración en un solo grupo, efectúan su

análisis de aceite en sitio y trabajan como un equipo. Sus resultados han sido excepcionales. En un

estudio para la determinación de defectos detectados por tecnología, encontraron que el análisis de

aceite fue responsable de la detección del 40% de los defectos, el análisis de vibración por el 33% y

entre ambas técnicas el 27% restante de los defectos detectados. La pérdida de eficiencia de cada

tecnología, reduce su resolución de detección y su habilidad para controlar las causas de falla de la

maquinaria.  

En una investigación efectuada en la Universidad de Monash, en Melbourne Australia, la

correlación entre el análisis de aceite y el análisis de vibración demostró ser generalmente buena.

Sin embargo, hay casos donde una técnica indica una falla, mientras que la otra indica que no hay

cambio o incluso un resultado contradictorio. Por ejemplo, en aplicaciones en las que el desgaste

deslizante es prevalente, uno puede detectar incremento en la generación de desgaste y una

disminución de los niveles de vibración. Esto es causado por lo que los investigadores han llamado

un efecto de “lapeado”. Esencialmente, el desgaste deslizante pule suavemente la superficie,

reduciendo las vibraciones en general hasta el punto en el cuál hay demasiado espacio y se induce la

vibración mecánica. El efecto es intensificado por la presencia de tierra abrasiva.  

Inversamente los investigadores Australianos encontraron el análisis de vibración identifica muy

eficientemente la presencia de un diente fracturado en un engrane, pero por el tamaño tan grande de

las rebabas generadas, el análisis de partículas de desgaste es inefectivo. Las rebabas se precipitan

hasta el fondo del tanque y nunca podrán ser recogidas en una muestra de aceite hasta que se oxidan

y se disuelven en el aceite, en un proceso que puede durar meses. Los investigadores Australianos

concluyeron que ambas técnicas son requeridas para un monitoreo efectivo y diagnóstico de la

condición de la maquinaria en la planta, debido a que cada técnica evalúa síntomas diferentes y

complementarios.  

Un ejemplo en el que ambas técnicas son requeridas para resolver efectivamente un problema es el

caso de una cajas de engranes, cuando se incrementa la vibración en la frecuencia de contacto de

los engranes. La inspección del conteo de partículas y del porcentaje de partículas ferrosas revela

incremento en ambas categorías, mejorando la confianza en el diagnóstico de la existencia de

problemas. No fue hasta que cambios en la tendencia en la viscosidad fueron detectados hasta que

la real naturaleza del problema fue detectada. Una baja en la viscosidad de 220 cSt a 40°C a 70 cSt

a 40°C fue observada. Una revisión de la bitácora mostró que el aceite fue cambiado hacía dos

semanas. Con toda seguridad, el cambio de aceite fue efectuado con un aceite equivocado,

provocando el desgaste y la vibración. Sin la combinación de las tecnologías de monitoreo de

condición, la causa de falla no hubiera sido detectada. 

En general, podemos hacer las siguientes conclusiones acerca de la combinación del análisis de

aceite y el análisis de vibración en la detección y análisis de las fallas en la maquinaria:

1.       Ambas técnicas son requeridas para el control de las causas de falla de la maquinaria.

2.       Frecuentemente, una técnica sirve como indicador inicial de la falla de la maquinaria mientras

que la otra sirve como un indicador de confirmación.

3.       El análisis de aceite es generalmente más fuerte en la detección de fallas en cajas de engranes,

sistemas hidráulicos y equipo reciprocante.

4.       El análisis de vibración es generalmente más fuerte en la detección en sistemas de alta

velocidad de chumaceras.

5.       El análisis de vibración es frecuentemente mejor en localizar el punto de falla dependiendo de

la aplicación.

6.       El análisis de aceite es frecuentemente más fuerte en determinar el mecanismo de desgaste

que induce la falla.

7.       Ambas técnicas son requeridas para determinar efectivamente la causa de falla.

8.       La correlación entre el análisis de aceite y el análisis de vibración es muy buena, pero hay

circunstancias contrarias.

En conclusión, el análisis de aceite y el análisis de vibración son aliados naturales en el logro de la

confiabilidad de la maquinaria. Frecuentemente ofrecen sus fortalezas complementarias en el

control de las causas de falla de la maquinaria y en la identificación y comprensión de la naturaleza

de las condiciones anormales. El éxito depende en efectuar cambios en las organizaciones para

poner el desarrollo del monitoreo de condición y el diagnóstico en manos de los especialistas de la

tecnología. Necesitamos seleccionar las herramientas adecuadas en nuestra bolsa para completar

nuestro trabajo de asegurar la confiabilidad de la maquinaria. 

Asociando el análisis de aceite y el análisis de vibración.

Problema / Análisis de aceite Análisis de Notas / Comentarios

Condición vibración Inicio de falla de un balero

Buena detección temprana

Detección tardía Las fallas comunes de rodamientos son detectadas mejor por el análisis de aceite.

Inicio de falla de Chumaceras

Buena detección temprana

Detección tardía Las rebabas serán localizadas por el análisis de aceite antes que haya rozamiento o falta de ajuste.

Desbalance   Buena detección temprana

El análisis de aceite encontrará el desgaste ocasionado por el desbalance

Agua en aceite Buena detección temprana

No Aplica El análisis de vibración puede tomar la fase final de la falla

Problemas de baleros engrasados

No aplica Detección tardía Algunos laboratorios están haciendo ferrografía y análisis de elementos en grasas

Roturas de flechas No aplica Buena Vibración es el mejor método aquí

Desgaste anormal de engrane

Buena detección temprana

Detección tardía El análisis de vibración puede identificar los defectos individuales de los engranes. El análisis de aceite detecta desgaste anormal

Desalineamiento Detección tardía Detección temprana buena a marginal

Algunos problemas de desalineamiento son difíciles de detectar con vibración. El análisis de aceite detecta el desgaste del desalineamiento

Análisis de causa de falla

Fuerte Fuerte Mejor cuando ambos trabajan juntos

Altas concentraciones de partículas en el aceite

Fuerte, detección temprana

No aplica El desgaste abrasivo es una causa central de falla de maquinaria

Resonancia No aplica Fuerte El programa de vibración es muy bueno aquí. Eventualmente las rebabas de desgaste las detectará el análisis de aceite.

Oxidación del aceite o degradación de aditivos

Fuerte No Aplica Muy eficaz detección con el análisis de aceite

Uso del aceite erróneo

Fuerte No Aplica Detección eficiente por análisis de aceite.

PRODUCTOS DE ANALISIS DE ACEITES Y FERROGRAFIA

PREDYCSA, representa en exclusiva a la casa PREDICT, pionera en el campo de Análisis de

aceites y Ferrografía.

El Análisis de aceites consiste en la realización de tests fisico-químicos en el aceite con el fin de

determinar si el lubricante se encuentra en condiciones de ser empleado, o si debe ser cambiado.

La Ferrografía, o Análisis de partículas de desgaste, sin embargo, utiliza el lubricante como un

medio para determinar el estado de la máquina lubricada.

Haciendo un análisis ferrográfico, se pueden detectar problemas tales como: desgastes en

engranajes, pitting y oxidaciones,…

Dentro de la gama de productos de análisis de aceites, existe la posibilidad de emplear equipos

portátiles o de laboratorio:

• Equipos portátiles, que permiten la realización de análisis del estado del lubricante en planta, y

en un plazo de tiempo corto.

• Equipos de laboratorio, que permiten un análisis ferrográfico detallado de las partículas del

aceite.